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輸送現象與單元操作
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108年 - 108 高等考試_三級_化學工程:輸送現象與單元操作#77724
> 申論題
題組內容
一、問答題:(每小題 8 分,共 16 分)
⑵試詳述蒸發器容量(evaporator capacity)與蒸發器經濟性(evaporator economy)的意義及其分別提升的方法。
相關申論題
⑴ 試 詳 述 質 量 傳 送 中 的 薄 膜 質 傳 理 論 ( film theory ) 與 滲 透 理 論 (penetration theory)。
#315535
二、利用一離心泵(centrifugal pump)以 3 ft3/min 流率,從一開口的儲槽輸 送 180℉的水 (水蒸氣壓為 7.51psi,黏度 2.25×10-4 lb/ft-s,密度 60.6 lb/ft3) 。 水槽出口位於泵的上方 5 ft 處。泵吸入管線為內直徑 4 in 的不鏽鋼管,長 度為 8 ft。若摩擦因子可依 f = 0.0791Re-0.25 計算,當水槽中水位維持在其 出口上方 2 ft 時,試計算此泵系統有效的淨正吸水頭(available NPSH) 。 註:1 psi = 27.68 in 水柱。(20 分)
#315537
三、利用逆流式套管熱交換器(countercurrent double-pipe heat exchanger), 以 220°F 凝結水蒸汽(condensing steam)將空氣自 80°F 加熱至 180°F。 假設主要熱傳阻力控制在空氣熱對流部分。已知空氣熱對流的熱傳係數 (h)經驗式為 Nu = 0.023 Re0.8 Pr 0.4,式中 Nu 為納瑟數(Nusselt number) 、 Re 為雷諾數(Reynolds number) 、Pr 為普蘭多數(Prandtl number)。若 改用 250°F 凝結水蒸汽加熱空氣自 80°F 加熱至 180°F,試問所能加熱空 氣的質量流率為原加熱空氣質量流率的多少倍?(20 分)
#315538
⑴試以解析法計算最少理論塔板的數量。
#315539
⑵試以解析法計算最小回流比(L / D)。
#315540
五、二氧化碳(A)可被氫氧化鈉水溶液(B)吸收,並進行一階不可逆反應, A + B → AB,其單位體積反應速率為 R A = −k1C A。由於反應生成物濃度 很低,可假設為擬二元(pseudobinary)系統。已知二氧化碳在水溶液界 面的平衡濃度為 C Ao ,由於溶解度低,在溶解液膜( δ )外,二氧化碳的 濃度為 C Aδ 。若氣液接觸面積為 S,試計算二氧化碳在氫氧化鈉水溶液 中的吸收速率。(24 分)
#315541
(三)在填充塔的吸收操作中,說明何謂負載(loading)現象。(5 分)
#557728
(二)離開塔底溶劑中 H2S 的莫耳分率。 (8 分)
#557727
(一)離開塔頂廢氣中 H2S 的莫耳分率。 (7 分)
#557726
(二)寫出此系統之初始條件(initial condition, IC)與邊界條件(boundary 。(5 分) condition, BC)
#557725
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